硅藻，一種繁衍十分迅速的藻類植物，因為其操縱光的能力而被譽為“大海里的珍寶”。如今，研究人員希望利用它們的光學特性來推動太陽能技術。在Andre Taylor(一位化學與環(huán)境工程副教授)的實驗室里，硅藻化石被用來解決長期以來一直阻礙著有機太陽能電池發(fā)展的設計問題。這一研究成果被發(fā)表在《有機電子學》期刊上。
各種水體中甚至樹皮上都有大量的硅藻，這種植物有著由納米二氧化硅構成的骨架?！白匀唤缰写嬖诘倪@些東西真是太令人驚訝了?！毖芯康闹饕髡撸琓aylor 實驗室的一位博士生Lyndsey McMillon Brown說道：“它們能夠捕捉并分散光，然后進行光合作用，也就是說我們可以直接使用自然界里的東西——將它們放入太陽能電池中?！?/span>
這些微小生物可能對有機太陽能電池(相較于傳統(tǒng)太陽能技術，這種技術成本更低)的設計有著獨特的價值。因為設計這些電池的一個挑戰(zhàn)是，它們需要非常薄的活性層(只有100到300納米)，而這限制了它們將光能轉化為電能的效率。解決這個問題的方案便是嵌入能夠吸收與分散光的納米結構來提高吸收水平，但這對于大規(guī)模生產來說太貴了。而這恰恰就是硅藻能夠起作用的地方。經過數(shù)十億年的適應性進化，它們已經盡可能優(yōu)化了吸收光的能力。而且它們是自然界中最常見的浮游植物，這就意味著它們很便宜。
Taylor的研究小組與來自NASA、普林斯頓大學和林肯大學的合作者齊心協(xié)力，將硅藻分散在太陽能電池的活性層上。通過這樣做，他們減少了活性層所需的材料數(shù)量，但保持了相同的電力輸出水平。
“在研究中，我們弄清楚了要放多少硅藻化石才能夠起到增強的作用?！盡cMillon Brown說道：“這十分有意義，因為我們之前使用的活性層材料非常罕見的材料，這就意味著它們的價格十分高昂?！?/span>
雖然一開始硅藻對于活性層來說太過龐大了，但是僅僅通過簡單的研磨工藝就解決了這個問題。McMillon Brown說道：“加入硅藻并沒有打亂現(xiàn)有的工序，因為這種做法沒有增加任何挑戰(zhàn)，就只是對現(xiàn)有有機太陽能電池的一個簡單補充。”
而Taylor表示，再經過一些調整后，結果可能會更好。Taylor說道：“我們可以使用不同種類的硅藻并對其進行適當?shù)恼{整，還可以使用一些更好的供體-受體聚合物來獲得更高的性能?！?/span>
McMillon Brown還表示，當她第一次接觸到硅藻的時候，她感覺硅藻似乎就是為了她的研究而生的。對此她說道：“我的專業(yè)是仿生學，所以我一直在尋找自然界中還沒有被發(fā)現(xiàn)的新模式和新結構，因為我相信大自然能夠幫助我們解決所有的工程問題，但是我們必須靠自己找到那些方法?！?/span>
